للمساعدة في استكشاف المناطق الخطرة أو مراقبة البيئة ، كان العلماء يحاولون إنشاء حشرات سايبورغ ، وحشرات جزئيًا ، وآلات في المقام الأول. على الرغم من ذلك ، فإن القدرة على التحكم في حشرات السايبورغ عن بُعد لفترات طويلة أمر ضروري حتى يكون استخدامها قابلاً للتطبيق. ومع ذلك ، فإن مخرجات الطاقة الخاصة بهم محدودة بأقل من ميغاواط واحد ، وهو أقل بكثير من تلك المطلوبة للتحكم في الحركة اللاسلكية. منطقة جهاز حصاد الطاقة والحمل يضعفان بشكل كبير حركة الروبوتات الصغيرة.
فريق دولي بقيادة باحثين في بتبريد صممت Cluster for Pioneering Research (CPR) نظامًا لإنشاء صراصير سايبورغ يتم التحكم فيها عن بُعد. يتكون النظام من وحدة تحكم لاسلكية صغيرة يتم تشغيلها بواسطة a بطارية قابلة لإعادة الشحن تعلق على الخلايا الشمسية. قد تتحرك الحشرات بفضل المواد المرنة والإلكترونيات فائقة النحافة ، على الرغم من الأدوات الميكانيكية.
أجرى العلماء أبحاثهم باستخدام صراصير مدغشقر بطول 6 سم. تم تركيب وحدة التحكم اللاسلكية في الساق وبطارية ليثيوم بوليمر على صدر الحشرة باستخدام حقيبة ظهر مصممة خصيصًا على شكل جسم صرصور نموذجي. تمت طباعة حقيبة الظهر ثلاثية الأبعاد ببوليمر مرن وتتوافق تمامًا مع السطح المنحني للصرصور. سمح ذلك للجهاز الإلكتروني الصلب بالتثبيت بثبات على الصدر لأكثر من شهر.
قال كينجيرو فوكودا ، RIKEN CPR ، "تم تركيب وحدة الخلايا الشمسية العضوية الرقيقة للغاية بسمك 0.004 مم على الجانب الظهري من البطن. تحقق وحدة الخلايا الشمسية العضوية فائقة النحافة المُثبَّتة بالجسم طاقة إنتاجية تبلغ 17.2 ميجاوات ، أي أكثر من 50 مرة من أحدث أجهزة تجميع الطاقة الحالية على الحشرات الحية ".
أصبحت حرية الحركة ممكنة بفضل العضوي الخلايا الشمسيةهيكلها رقيق ومرن وطريقة تعلقها بالحشرة. وجد العلماء أن البطن يتغير شكله وأجزاء من الهيكل الخارجي تتداخل بعد مراقبة النموذج عن كثب حركات الصراصير.
للقيام بذلك ، قاموا بنثر المناطق اللاصقة وغير اللاصقة على الأفلام ، مما يسمح لهم بالثني بينما يظلون متصلين. استغرقت الصراصير ضعف الوقت للركض على نفس المسافة عندما تم اختبار أغشية الخلايا الشمسية الرقيقة ، وواجهت صعوبة في الوقوف بعد السقوط على ظهورها.
بمجرد دمج هذه المكونات في الصراصير والأسلاك التي تحفز شرائح الساق ، تم اختبار السايبورغ الجديدة. تم شحن البطارية بأشعة الشمس الزائفة لمدة 30 دقيقة ، وتم تحويل الحيوانات إلى اليسار واليمين باستخدام جهاز التحكم عن بعد اللاسلكي.
فوكودا محمد, "بالنظر إلى تشوه الصدر والبطن أثناء الحركة الأساسية ، يبدو أن النظام الإلكتروني الهجين المكون من عناصر صلبة ومرنة في الصدر وأجهزة فائقة النعومة في البطن هو تصميم فعال للصراصير السايبورغ. علاوة على ذلك ، لأن تشوه البطن ليس فريدًا من نوعه الصراصير، يمكن أن تتكيف استراتيجيتنا مع الحشرات الأخرى مثل الخنافس أو الحشرات الطائرة مثل السيكادا في المستقبل. "
المرجع مجلة:
- Kakei ، Y. ، Katayama ، S. ، Lee ، S. et al. تكامل الخلايا الشمسية العضوية فائقة النعومة المُثبَّتة بالجسم على حشرات سايبورغ ذات الحركة السليمة. npj فليكس الكترون 6 ، 78 (2022). DOI: 10.1038/s41528-022-00207-2
